【教学课件】第九章发酵乳制品.ppt
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1、第九章第九章发酵乳制品发酵乳制品本章重点:本章重点:乳酸菌发酵剂的制作与鉴定技术;乳酸菌发酵剂的制作与鉴定技术;酸牛乳制造的基本原理与生产工艺;酸牛乳制造的基本原理与生产工艺;乳酸菌制剂的生产工艺乳酸菌制剂的生产工艺讲授时数:讲授时数:8学时学时第一节第一节概概述述一、概念一、概念发酵乳:发酵乳:指以牛乳或含有同等无脂乳固体的其他乳指以牛乳或含有同等无脂乳固体的其他乳(羊乳、马乳等)为原料,经乳酸菌(乳酵母)发(羊乳、马乳等)为原料,经乳酸菌(乳酵母)发酵而形成的具有特殊风味的糊状或液状产品。世界酵而形成的具有特殊风味的糊状或液状产品。世界乳品协会(乳品协会(IDF)明确规定,乳固体含量)明确
2、规定,乳固体含量8%以上,以上,乳酸菌或乳酵母活菌数在乳酸菌或乳酵母活菌数在1000万个万个/ml以上,大肠菌以上,大肠菌群属阴性。群属阴性。二、发酵乳的种类二、发酵乳的种类1 按产品的形状、风味及制法不同分为按产品的形状、风味及制法不同分为5类类(1)天然酸奶(淡酸奶)天然酸奶(淡酸奶)(2)调味酸奶)调味酸奶(3)果浆酸奶:圣诞酸奶和搅拌型酸奶)果浆酸奶:圣诞酸奶和搅拌型酸奶2 根据产品的化学成分根据产品的化学成分即根据脂肪和非脂乳固体含量,即根据脂肪和非脂乳固体含量,FAO和和WHO标明可以标明可以根据脂肪含量分为根据脂肪含量分为3种种(1)全脂酸奶)全脂酸奶 3.0%以上以上(2)半脱
3、脂酸奶)半脱脂酸奶 1.5%3.0%(3)脱脂酸奶)脱脂酸奶 0.5%以下以下3根据发酵后再加工根据发酵后再加工(1)冷冻酸奶)冷冻酸奶(2)疗效酸奶)疗效酸奶(3)浓缩或干燥酸奶:浓缩酸奶总固形物约在)浓缩或干燥酸奶:浓缩酸奶总固形物约在24%(乐口托福);干燥酸奶含水量约为(乐口托福);干燥酸奶含水量约为6%左右(酸乳粉)。左右(酸乳粉)。4根据所用微生物种类和发酵作用根据所用微生物种类和发酵作用(1)酸性发酵乳:)酸性发酵乳:酸奶(保加利亚);发酵酪乳(美酸奶(保加利亚);发酵酪乳(美国);嗜酸菌乳(德国);双歧杆菌乳(德国);保国);嗜酸菌乳(德国);双歧杆菌乳(德国);保加利亚乳(保
4、加利亚);冰岛酸乳(冰岛)。加利亚乳(保加利亚);冰岛酸乳(冰岛)。(2)醇性发酵乳:)醇性发酵乳:牛乳酒(牛乳酒(Kefir)高加索;高加索;马乳酒(马乳酒(Koumiss)中亚;中亚;蒙古乳酒蒙古乳酒蒙古蒙古(3)酸性奶油:)酸性奶油:格拉德菲尔格拉德菲尔斯堪的纳维亚半岛;斯堪的纳维亚半岛;(4)浓缩发酵乳:)浓缩发酵乳:乐口托福乐口托福斯堪的纳维亚半岛。斯堪的纳维亚半岛。三、发酵乳对人体的健康作用三、发酵乳对人体的健康作用1酸奶的营养价值酸奶的营养价值(1)糖类)糖类(2)蛋白质)蛋白质(3)脂肪)脂肪2对疾病的效果对疾病的效果(1)对癌症的效果)对癌症的效果(2)对胃病的效果)对胃病的
5、效果(3)对慢性便秘的治疗作用)对慢性便秘的治疗作用(4)对糖尿病的作用)对糖尿病的作用(5)对肝病的效果)对肝病的效果第二节第二节发酵剂发酵剂一、菌种一、菌种1基本菌种:基本菌种:嗜热链球菌和保加利亚杆菌,以及乳酸链球菌等。嗜热链球菌和保加利亚杆菌,以及乳酸链球菌等。2追加菌种:追加菌种:根据目的不同可以追加不同的其他乳酸菌根据目的不同可以追加不同的其他乳酸菌(1)提高酸奶的保健作用,追加嗜酸乳杆菌和双歧杆菌等功能菌,增加这)提高酸奶的保健作用,追加嗜酸乳杆菌和双歧杆菌等功能菌,增加这些菌在肠道的定殖能力。些菌在肠道的定殖能力。(2)为了增加产品的营养和生理价值,可以添加能合成维生素的特殊菌
6、,)为了增加产品的营养和生理价值,可以添加能合成维生素的特殊菌,特别是合成特别是合成B族的乳酸菌,如能合成族的乳酸菌,如能合成VB12的谢氏丙酸杆菌,能合成的谢氏丙酸杆菌,能合成B12和和B2的明串珠菌,能合成烟酸、的明串珠菌,能合成烟酸、Vc、VB12的嗜酸乳杆菌等。的嗜酸乳杆菌等。(3)为了改善产品的风味,可添加双乙酰乳链球菌或明串珠菌,属于产香)为了改善产品的风味,可添加双乙酰乳链球菌或明串珠菌,属于产香菌。菌。(4)为了改善产品的硬度,可添加能产生粘性物质的乳链球菌变种。)为了改善产品的硬度,可添加能产生粘性物质的乳链球菌变种。(5)为增强对生长阻碍物质(特别是青霉素)的抗性,可添加乳
7、酸片球菌。)为增强对生长阻碍物质(特别是青霉素)的抗性,可添加乳酸片球菌。总的原则:总的原则:(1)产酸能力)产酸能力(2)产生芳香物质能力)产生芳香物质能力(3)产粘特性)产粘特性(4)菌株间的共生与颉抗作用)菌株间的共生与颉抗作用二、发酵剂的概念和种类二、发酵剂的概念和种类发发酵酵剂剂(starter)是是指指生生产产酸酸乳乳制制品品、乳乳酸酸菌菌制制剂剂、干干酪酪以以及及奶奶油油等等所所用用的的特特定定微微生生物物培培养养物物。在在生生产产酸酸乳乳制制品品之之前前,必必须须根根据据生生产产需需要要预预先先制制备备各各种种发发酵酵剂剂。发发酵酵剂剂的的优优劣劣与与产产品品质质量量的的好好坏
8、坏有有极极为为密密切切的的关关系系。通通过过微微生生物物发发酵酵,乳乳制制品品的的特特性性如如酸酸度度、风风味味、香香气气、组组织织状状态态等等均均得得到到改改变,同时其营养价值和消化吸收性能也得以改善。变,同时其营养价值和消化吸收性能也得以改善。通常用于乳酸菌发酵的发酵剂有四个阶段,分别如下。通常用于乳酸菌发酵的发酵剂有四个阶段,分别如下。1.1.乳乳酸酸菌菌纯纯培培养养物物(商商业业菌菌株株)主主要要接接种种在在脱脱脂脂乳乳、乳乳清清、肉肉汤汤等等培培养养基基中中使使其其繁繁殖殖。现现多多用用升升华华法法制制成成冷冷冻冻干干燥燥粉粉末末或或浓缩冷冻干燥来保存菌种,供生产单位使用。浓缩冷冻干
9、燥来保存菌种,供生产单位使用。2.2.母母发发酵酵剂剂 生生产产单单位位或或使使用用者者购购买买乳乳酸酸菌菌纯纯培培养养物物后后,用用脱脱脂脂乳乳或或其其它它培培养养基基将将其其溶溶解解活活化化,接接代代培培养养来来扩扩大大制制备备的的发发酵剂,并为生产发酵剂做基础。酵剂,并为生产发酵剂做基础。3.3.中中间间发发酵酵剂剂 为为了了工工业业化化生生产产的的需需要要,母母发发酵酵剂剂的的量量还还不不足足以以满满足足生生产产工工作作发发酵酵剂剂的的要要求求,因因此此还还需需要要经经1 12 2步步逐逐级级扩扩大培养过程,这个中间过程的发酵剂为中间发酵剂。大培养过程,这个中间过程的发酵剂为中间发酵剂
10、。4.4.生生产产发发酵酵剂剂(工工作作发发酵酵剂剂)直直接接用用于于生生产产的的发发酵酵剂剂。应应在在密闭容器内或易于清洗的不锈钢内进行生产发酵剂的制备。密闭容器内或易于清洗的不锈钢内进行生产发酵剂的制备。三、使用发酵剂的目的三、使用发酵剂的目的 乳乳酸酸发发酵酵 通通过过乳乳酸酸菌菌的的发发酵酵,使使牛牛乳乳中中的的乳乳糖糖转转变变成成乳乳酸酸,同同时时分分解解柠柠檬檬酸酸而而生生成成微微量量的的乙乙酸酸,使使牛牛乳乳的的pHpH值值降降低低,产产生生凝凝固固和和形形成成酸酸味味,防止杂菌污染。防止杂菌污染。产产生生风风味味 在在产产生生风风味味方方面面起起重重要要代代谢谢作作用用的的是是
11、柠柠檬檬酸酸的的分分解解,与与此此有有关关的的微微生生物物以以明明串串珠珠菌菌属属为为主主,并并包包括括一一部部分分链链球球菌菌和和杆杆菌菌。这这些些细细菌菌分分解解柠柠檬檬酸酸生生成成丁丁二二酮酮、3-3-羟羟基基丙丙酮酮、丁丁二二醇醇等等化化合合物物和和微微量量的的挥挥发发酸、酒精、乙醛等。其中以丁二酮对风味的影响最大。酸、酒精、乙醛等。其中以丁二酮对风味的影响最大。蛋蛋白白分分解解 发发酵酵剂剂的的蛋蛋白白质质分分解解作作用用随随菌菌种种而而异异,通通常常随随着着乳乳酸酸发发酵酵的的进进行行,促促进进了了酶酶的的作作用用,增增加加了了蛋蛋白白质质的的分分解解。由由于于酪酪蛋蛋白白的的分分
12、解解而而生成的胨和氨基酸是干酪成熟后的主要风味物质。生成的胨和氨基酸是干酪成熟后的主要风味物质。4.4.产产生生抗抗菌菌素素 乳乳酸酸链链球球菌菌和和乳乳油油链链球球菌菌中中的的个个别别菌菌株株,能能产产生生乳乳酸酸链链球球菌菌素素(NisinNisin)和和乳乳油油链链球球菌菌素素(DiplococcinDiplococcin),可可防防止止杂杂菌菌和和酪酪酸酸菌的污染。菌的污染。四、发酵剂的制备四、发酵剂的制备制备发酵剂所需条件制备发酵剂所需条件培培养养基基的的选选择择选选用用脱脱脂脂乳乳或或还还原原乳乳(全全乳乳固固体体含含量量10%12%)。将将原原料料乳乳加加入入专专用用的的发发酵酵
13、剂剂灭灭菌菌三三角角瓶瓶中中。在在调调制制生生产产发发酵酵剂剂时时,为为使使菌菌种种的的生生活活环环境境不不致致急急剧剧改改变变,发发酵酵剂剂的的培培养养基基最最好好与与成成品品乳乳的的原原料料相相同同,即即成成品品用用的的原原料料如如果果是是脱脱脂脂乳乳时时,生生产产发发酵酵剂剂的的培培养养基基最最好好也也用用脱脱脂脂乳乳,如如成成品品的原料是全乳,则生产发酵剂也用全乳。的原料是全乳,则生产发酵剂也用全乳。培培养养基基的的制制备备培培养养基基需需杀杀菌菌以以消消灭灭杂杂菌菌和和破破坏坏阻阻碍碍乳乳酸酸菌菌发发酵酵的的物物质质。常常采采用用121高高压压灭灭菌菌1520min或或100、30m
14、in进进行行连连续续3d的的间间歇歇灭灭菌菌,然然后后迅迅速速冷冷却却至至发发酵酵剂剂最最适适生长温度。生长温度。菌菌种种的的选选择择由由于于生生产产酸酸乳乳的的品品种种及及加加工工方方法法等等不不同同,在在使使用用两两种种或或两两种种以以上上菌菌种种时时,要要注注意意对对菌菌种种发发育育的的最最适适温温度度、耐耐热热性性、产产酸酸及及产产香香能能力力等等做做综综合合性性选选择择,必必须须考考虑虑菌菌种种间间的共生作用,使之在生长繁殖中相互得益。的共生作用,使之在生长繁殖中相互得益。接接种种量量随随培培养养基基数数量量、菌菌的的种种类类和和活活力力、培培养养时时间间和和温温度度等等而而异异。一
15、一般般按按脱脱脂脂乳乳的的1%3%较较合合适适,工工作作发发酵酵剂剂接接种种量多用量多用1%5%。培培养养时时间间和和温温度度通通常常取取决决于于微微生生物物的的种种类类、活活力力、产产酸酸力、产香程度和凝结状态。力、产香程度和凝结状态。发发酵酵剂剂的的冷冷却却与与保保存存发发酵酵剂剂以以适适当当的的培培养养达达到到所所需需的的要要求求时时,应应迅迅速速冷冷却却并并存存放放于于05冷冷藏藏库库中中。发发酵酵剂剂冷冷却却速速度度因因其其数数量量而而异异。发发酵酵剂剂在在保保存存中中其其活活力力随随保保存存温温度度、培培养养基的基的pH等而变化。等而变化。发酵剂的制备过程发酵剂的制备过程菌菌种种的
16、的活活化化及及保保存存通通常常购购买买或或取取来来的的菌菌种种纯纯培培养养物物都都装装在在试试管管或或安安瓿瓿中中,由由于于保保存存寄寄送送等等影影响响,活活力力减减弱弱,需需进进行行反复接种,以恢复其活力。反复接种,以恢复其活力。菌菌种种若若是是粉粉剂剂,首首先先应应用用灭灭菌菌脱脱脂脂乳乳将将其其溶溶解解,而而后后用用灭灭菌菌铂铂耳耳或或吸吸管管吸吸取取少少量量的的液液体体接接种种于于预预先先已已灭灭菌菌的的培培养养基基中中,置置于于恒恒温温箱箱或或培培养养箱箱中中培培养养。待待凝凝固固后后再再取取出出1%3%的的培培养养物物接接种种于于灭灭菌菌培培养养基基中中,反反复复活活化化数数次次。
17、待待乳乳酸酸菌菌充充分分活活化后,即可调制母发酵剂。以上操作均需在无菌室内进行。化后,即可调制母发酵剂。以上操作均需在无菌室内进行。纯纯培培养养物物作作维维持持活活力力保保存存时时,需需保保存存在在05冰冰箱箱中中,每每隔隔12周周移移植植一一次次,但但长长期期移移植植过过程程中中,可可能能会会有有杂杂菌菌的的污污染染,造造成成菌菌种种退退化化。因因此此,还还应应进进行行不不定定期期的的纯纯化化处处理理,以以除除去去污污染染菌菌和和提提高高活活力力。在在正正式式应应用用于于生生产产时时,应应按按上上述述方方法法反反复活化。复活化。母母发发酵酵剂剂的的制制备备取取脱脱脂脂乳乳量量1%3%充充分分
18、活活化化的的菌菌种种,接接种种于于盛盛有有灭灭菌菌脱脱脂脂乳乳的的容容器器中中,混混匀匀后后,放放入入恒恒温温箱箱中中进进行行培培养养。凝凝固固后后再再移移入入灭灭菌菌脱脱脂脂乳乳中中,如如此此反反复复三三次次,使使乳乳酸酸菌菌保保持持一一定定活活力力,然然后后再再制制备备生生产产发发酵酵剂剂。一一般般以以脱脱脂脂乳乳100300mL,装装入入三三角角瓶瓶中中,以以121下下15min高高压压灭灭菌菌,并并迅迅速速冷冷却至却至40左右进行接种。左右进行接种。生生产产发发酵酵剂剂(工工作作发发酵酵剂剂)的的制制备备生生产产发发酵酵剂剂是是取取实实际际生生产产量量的的3%4%脱脱脂脂乳乳,装装入入
19、经经灭灭菌菌的的容容器器中中,以以901530min杀杀菌菌,并并冷冷却却,按按1%5%的的量量接接种种,充充分分混混匀匀后后,置置于于恒恒温温箱箱中中培培养养。待待达达到到所所需需酸酸度度时时即即可可取取出出置置于于冷冷藏藏库库中中。生生产产发发酵酵剂剂的的培培养养基基最最好好与与成成品品的的原原料料相相同同,以以使使菌菌种种的的生生活活环境不致急剧改变而影响菌种的活力。环境不致急剧改变而影响菌种的活力。发酵剂的质量检验发酵剂的质量检验 发发酵酵剂剂质质量量的的优优劣劣直直接接影影响响成成品品的的质质量量。因因此此在在使使用用前前必必须须对对发发酵酵剂剂进进行行质质量量检检验验。乳乳酸酸菌菌
20、发发酵酵剂剂的的质质量量必必须须符符合下列各项要求:合下列各项要求:(1 1)感感官官指指标标 凝凝块块需需有有适适当当的的硬硬度度,均均匀匀细细腻腻,组组织织均均匀匀富富有有弹弹性性,表表面面无无变变色色、龟龟裂裂、无无气气泡泡,乳乳清清析析出出少少。需需具具有有一一定定的的芳芳香香味味和和酸酸味味,不不得得有有腐腐败败味味、苦苦味味、饲饲料料味味和和酵酵母母味味等等异异味味。凝凝块块完完全全粉粉碎碎后后,质质地地均均匀匀,细细腻腻滑滑润润,略略带带粘粘性性,不不含含块块状状物物。接接种种后后在在规规定定时时间间内内产产生生凝凝固固,无无延延长长现现象象。活活力力测测定定(酸酸度度、感感官官
21、、挥挥发发酸酸、滋味)符合规定指标。滋味)符合规定指标。(2 2)化化学学性性质质检检查查 关关于于这这方方面面的的检检查查方方法法很很多多,最最主主要要的为测定酸度和挥发酸。酸度以的为测定酸度和挥发酸。酸度以9090110110o oT T为宜。为宜。(3 3)细细菌菌检检查查 用用常常规规的的方方法法测测定定总总菌菌数数和和活活菌菌数数,必必要要时时选选择择适适当当的的培培养养基基测测定定乳乳酸酸菌菌等等特特定定的的菌菌群群。同同时时要要进进行行杂杂菌菌总总数及大肠杆菌群的测定。数及大肠杆菌群的测定。(4 4)发发酵酵剂剂的的活活力力测测定定 发发酵酵剂剂的的活活力力是是指指该该菌菌种种的
22、的产产酸酸能能力力,可可利利用用乳乳酸酸菌菌的的繁繁殖殖而而产产生生酸酸和和色色素素还还原原等等现现象象来来评评定定。活活力力测测定定的的方方法法必必须须简简单单而而迅迅速速。常常采采用用的的方方法法有有酸酸度度测测定定方方法和刃天青(法和刃天青(C C1212H H1717NONO4 4)还原实验。)还原实验。酸酸度度测测定定方方法法 在在高高压压灭灭菌菌的的脱脱脂脂乳乳中中加加入入3%3%的的发发酵酵剂剂,置置于于37.837.8的的温温箱箱中中培培养养3.5h3.5h,测测定定其其酸酸度度。酸酸度度达达0.7%0.7%则则认认为活力较好,并以酸度的数值(此时为为活力较好,并以酸度的数值(
23、此时为0.70.7)来表示。)来表示。刃刃天天青青还还原原实实验验 在在9mL9mL脱脱脂脂乳乳中中加加入入1mL1mL发发酵酵剂剂和和0.05%0.05%刃刃天天青青溶溶液液1mL1mL,在在36.736.7的的温温箱箱中中培培养养35min35min以以上上,如如完完全全褪褪色色则表示活力良好。则表示活力良好。双乙酰的检验双乙酰的检验用用2.5ml待检发酵剂放在直径为待检发酵剂放在直径为16mm的试管中,的试管中,加入加入10mg肌酸和肌酸和2.5ml40%的的NaOH,混合均匀后使,混合均匀后使其静置,如果在表面生成红色即表示双乙酰的存在,其静置,如果在表面生成红色即表示双乙酰的存在,而
24、且颜色的浓淡代表双乙酰含量的多少。而且颜色的浓淡代表双乙酰含量的多少。(5)活力与发酵剂的质量)活力与发酵剂的质量活力大小是评价发酵剂质量好坏的主要指标,但不是活力大小是评价发酵剂质量好坏的主要指标,但不是说活力值越高发酵剂质量越好,因为产酸强的发酵剂在培说活力值越高发酵剂质量越好,因为产酸强的发酵剂在培养的过程中会引起过度产酸,导致在标准条件下培养后活养的过程中会引起过度产酸,导致在标准条件下培养后活力较高。研究表明,活力在力较高。研究表明,活力在0.651.15范围内都可以进行正范围内都可以进行正常生产,而最佳活力是常生产,而最佳活力是0.800.95左右。依据活力不同来定左右。依据活力不
25、同来定接种量的大小。接种量的大小。活力活力0.600.650.750.800.95接种量接种量5.5%4.0%5.5%2.5%3.5%生产管理生产管理更换发酵更换发酵剂剂发酵超过发酵超过5h易污染易污染可投入生可投入生产产增大接种增大接种量量最佳活力最佳活力发酵剂活力与接种量发酵剂活力与接种量四、发酵剂的保存方法四、发酵剂的保存方法1.液态发酵剂液态发酵剂 可在两种不同的生长培养基中以液态形式保存可在两种不同的生长培养基中以液态形式保存发酵剂。第一种为不含抗生素的复原脱脂乳发酵剂。第一种为不含抗生素的复原脱脂乳(1012g100g-1的非脂乳固体的非脂乳固体)。这种乳在。这种乳在121下高压灭
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- 教学课件 教学 课件 第九 发酵 乳制品
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